KR101419187B1 - 회선근개 운동기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 높이 조절이 가능한 수직지지대와, 상기 수직 지지대의 상단에 연결되며, 길이 조절이 가능한 수평 지지대와, 상기 수평 지지대와 수직 지지대 사이에 연결되는 두 개의 탄성 와이어를 포함하며, 상기 수평 지지대는 상기 수직 지지대를 축으로 하여 요잉(yawing)이 가능한 제1회전부와, 수직 지지대의 상하 방향으로 피칭(pitching)이 가능한 제2회전부와, 상기 수평 지지대를 축으로 하여 롤링(rolling)이 가능한 제3회전부를 포함하여 복합 회전이 가능한 것을 특징으로 하는 회선근개 운동기구를 제공한다.

Description

회선근개 운동기구 {Arm exercising apparatus for rotator cuff}

본 발명은 어깨 근육 강화에 필요한 운동기구에 관한 것으로서, 상세하게는 회선근개 근력을 강화시키기 위해 복합 회전 운동이 동시에 가능한 맞춤형 운동기구를 제안한다.

어깨 관절의 안정성을 요하는 근육인 회선근개 (rotator cuff)는 극상근, 극하근, 견갑하근, 소원근으로 이루어지며, 팔을 뻗거나 구부린 상태에서 들어올리고 내리는 동작에 관여한다. 회선근개를 이루는 각 근육이 손상되면 심한 어깨 통증을 유발하게 되며 팔을 뻗거나 들어올리는데 문제가 생긴다.

어깨의 수평 또는 회전 스트레칭은 평소에 격무나 심한 운동으로 과다하게 사용한 어깨에서 유발될 수 있는 통증을 감소시키며 어깨 근육의 안정성도 유지 시킬 수 있다. 어깨 근육의 강화를 위해 다양한 방식의 상체 운동기구가 제안된 바 있으며, 헬스장이나 체육시설에 설치되어 이용되고 있다.

그러나, 기존의 상체 운동기구는 주로 팔을 뻗거나 당기는 방식으로만 운동이 가능하였고, 예를 들어 아령을 이용하여 팔을 뻗은 상태에서 (주먹을 돌림으로써) 팔을 회전시키는 부분적인 회전 운동이 가능할 뿐 뻗는 동작과 회전 동작이 복합된 운동기구는 제안되지 못하고 있다.

팔을 수직으로 뻗는 단순 직선 운동 방식의 경우, 특정 부위별 근육의 운동에 불과하여 자세 변형이 어렵고 회선근개 운동 효과가 떨어진다. 특히, 기존의 특정 관절 운동 위주의 운동 방식은 일정한 범위 내에서만 근육의 운동이 이루어지기 때문에 특정 관절 범위에 통증이 있는 환자를 위한 운동으로는 부적합하다.

어깨 근육이 손상된 환자나 근력이 저하된 노인 등의 경우 과도한 하중이 인가되는 기존의 상체 운동기구는 어깨 근육 강화에 효과적이지 못하다. 특히 기존의 어깨 운동기구의 경우 단순 활차나 회전방식의 운동으로 가슴 골반 등의 바른 자세를 유지하지 못하거나 특정 운동범위에서의 운동 어려움을 갖고 있는 대상자들은 운동 자체가 불가능하였다. 또한, 단순 회전운동으로 인해 특정 회전 근육만 강해짐으로써 신체 정렬의 부정합 및 이에 따른 신체 근육의 통증 유발 가능성이 존재하였다.

따라서 어깨 및 신체의 자세가 좋지 않은 일반인의 어깨 근육 강화 운동은 물론, 중등도 이상의 뇌병변 장애인이 큰 힘을 들이지 않고도 자가 운동을 통해 재활치료를 지속적으로 실시하기 위해서는 회선근개의 부위별 운동을 통합하는 한편, 다각도의 뻗기를 포함한 회전 운동이 병행될 수 있는 새로운 운동기구의 개발이 절실한 실정이다.

본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 직선 운동과 회전 운동이 병합된 새로운 어깨 운동기구를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 어깨 및 신체의 자세가 좋지 않은 일반인에서 중등도 이상의 뇌병변 장애인 까지 큰 힘을 들이지 않고도 자가운동을 할 수 있는 운동기구를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 바른 자세를 유지하면서 회선근개의 부위별 집중 근력강화 운동과 다각도의 뻗기를 포함한 운동으로 만성 어깨통증 예방 및 재활운동을 목적으로 하는 다목적 회선근개 운동기구를 제공하는 것이다.

기타, 본 발명의 또 다른 목적 및 기술적 특징은 이하의 상세한 설명에서 보다 구체적으로 제시될 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 높이 조절이 가능한 수직지지대와, 상기 수직 지지대의 상단에 연결되며, 길이 조절이 가능한 수평 지지대와, 상기 수평 지지대와 수직 지지대 사이에 연결되는 두 개의 탄성 와이어를 포함하며, 상기 수평 지지대는 상기 수직 지지대를 축으로 하여 요잉(yawing)이 가능한 제1회전부와, 수직 지지대의 상하 방향으로 피칭(pitching)이 가능한 제2회전부와, 상기 수평 지지대를 축으로 하여 롤링(rolling)이 가능한 제3회전부를 포함하여 복합 회전이 가능한 것을 특징으로 하는 회선근개 운동기구를 제공한다.

상기 수직 지지대 상단에는 가슴 고정부가 더 형성될 수 있고, 상기 수평 지지대 상단에는 팔 고정부가 더 형성될 수 있다.

또한, 상기 수평 지지대 끝단에는 손잡이가 더 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 두 개의 탄성 와이어는 수평 지지대와 수직 지지대에 연결되는 길이 또는 위치가 서로 다르도록 하거나 탄성 계수가 서로 다르게 형성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 팔의 움직임에 회전적 요구를 충족시킴으로써 과도한 굽힘 근육과 펴짐 근육의 긴장도를 수정하고 근육의 최대 길이, 최대 장력을 높여 운동 효과를 극대화시킬 수 있다.

또한, 팔의 상하 움직임 또는 좌우 움짐임 만으로 팔의 길이 방향을 축으로 하는 회전 운동을 자동적으로 유도할 수 있어 어깨를 구성하는 회선근개의 종합적인 운동이 가능하며, 일반인은 물론 팔이나 어깨를 다쳐 힘이 약하거나 스스로 운동하기 어려운 중추신경계 환자까지 치료 목적에 적합한 다양한 운동이 가능하다.

뿐만 아니라, 본 발명의 운동기구는 위 아래 및 다각도로 방향과 위치를 변화시킬 수 있어 부위별 근육 강화만이 아닌 다양한 자세로 어깨의 안정성 및 팔의 회전에 관여하는 회선근개의 주변 협력 근들을 활성화시켜 기능적인 움직임을 유도할 수 있고, 중추신경계 질환 환자들의 재활 치료에 적용함으로써 뇌의 신경 자극성을 높이고 재활 효과를 증진시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 운동기구를 보인 사시도
도 2는 도 1의 운동기구의 부분 확대도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 운동기구의 회전부를 보인 사시도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 운동기구의 복합 회전 동작을 보인 평면도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 운동기구의 또 다른 복합 회전 동작을 보인 측면도
도 6은 본 발명의 운동기구를 이용한 회선근개 운동의 일례를 보인 모식도

본 발명은 개개인의 신체에 맞게 가슴을 고정시킨 상태에서 팔을 뻗은채 다각도로 움직이면서 동시에 팔의 회전이 가능한 운동 기구를 제안한다. 특히 복잡한 기구적 구성을 포함하지 않으면서도 팔의 복합 회전 운동 및 회선근개 운동의 등급화가 가능한 새로운 방식의 운동 기구를 제안한다.

팔을 지지하는 수단은 수직 및 수평 방향으로 회전 가능하여 운동자는 팔을 가슴 뒤편으로 젖힐 수도 있고, 팔을 지지하는 수단 및 손잡이가 길이 방향을 축으로 하여 360도 회전이 가능하기 때문에 다각도의 복합 회전 운동을 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운동기구(100)를 도시한 것이다. 이 운동기구는 높이 조절이 가능한 수직지지대와 상기 수직 지지대의 상단에 연결되며 길이 조절이 가능한 수평 지지대를 포함한다.

수직 지지대는 바닥 받침대로부터 상방으로 연장되는 고정 수직지지대(110)와, 이 고정 수직 지지대에 삽입되는 이동 수직 지지대(116)를 포함한다. 이동 수직 지지대에는 복수의 홀(116a)이 형성되어 있고, 이 홀에 간격 조절기(114)가 삽입되어 고정 수직 지지대와 이동 수직 지지대 간의 높이를 조절할 수 있다.

수직 지지대의 상단에 연결되는 수평 지지대는 이동 수평 지지대(120)와 고정 수평 지지대(122)를 포함하며, 고정 수평 지지대 표면에 형성된 복수의 홀(122a)에 이동 수평 지지대의 간격 조절기(120a)가 삽입되어 고정 수평 지지대와 이동 수평 지지대 간의 길이를 조절할 수 있다(도 3 참조).

수직 지지대의 높이 조절 및 수평 지지대의 길이 조절을 통해 운동기구를 이용하는 개개인의 신체 조건, 예를 들어 신장이나 팔의 길이에 따라 맞춤형으로 적용될 수 있도록 기구의 높낮이와 길이가 변형될 수 있다. 또한, 필요에 따라 별도의 의자(200)를 구비하여 앉은 상태에서 본 발명에 따른 운동기구를 이용한 팔 운동을 실시할 수도 있다.

상기 수평 지지대와 수직 지지대 사이에는 두 개의 탄성 와이어(142, 144)가 연결되어 있다. 이러한 탄성 와이어는 도 2의 확대도에 도시된 바와 같이 고정 수평 지지대 표면 측부에 형성되며 복수의 홀(112a)이 포함된 와이어 고정부(112)에 일단이 연결되며, 다른 일단은 수평 지지대의 끝단에 연결된다. 한 쌍의 탄성 와이어는 수평 지지대로부터 수직 지지대 사이에서 일정한 장력을 부여하여 후술하는 바와 같이 팔의 상하 운동 또는 좌우 운동 중에 자연스러운 회전 운동을 유도한다.

상기 탄성 와이어는 예를 들어 엘라스틱 밴드를 사용할 수 있으며, 와이어의 두께나 길이, 재질은 다양하게 변화될 수 있다. 또한, 탄성 와이어가 고정되는 위치를 등급화하여 다각도에서 회선근개의 종합적인 운동을 실시할 수 있다.

상기 수직 지지대 상단에는 가슴 고정부(118)가 더 형성되는 것이 바람직하다. 가슴 고정부는 예를 들어 운동기구 이용자의 흉부 측면, 즉 겨드랑이 아랫부분을 밀착하여 몸통을 고정시킨 채로 팔 운동을 실시하는데 효과적이다. 또한, 팔을 수평 지지대에 위치시킨 상태에서 가슴을 앞뒤로 움직임으로써 어깨 근육의 스트레칭을 유도할 수도 있다. 또한, 가슴 고정부의 고정을 해제 했을 때는 가슴과 골반의 움직임을 통해 몸의 운동 또는 팔의 수동적 스트레칭과 팔의 관절 가동 범위 운동을 할 수도 있다.

한편, 상기 수평 지지대 상단에는 팔 고정부(124)가 더 형성되는 것이 바람직하다. 팔 고정부는 팔의 상하 또는 좌우 회전 시 어깨를 고정시킴과 더불어 바른 자세로 팔 운동 및 팔의 회전 효과를 높일 수 있다. 또한, 팔 고정부는 상기 가슴 고정부와 함께 가슴과 어깨를 동시에 지지하여 어깨가 손상되거나 팔의 힘이 약하여 운동 능력이 부족한 경우에도 적은 힘으로 팔을 움직이거나 회전시킬 수 있도록 한다.

또한, 상기 수평 지지대 끝단에는 손잡이(130)가 더 형성되는 것이 바람직하다. 이 손잡이는 운동기구 이용자의 신체 조건 및 어깨의 상태에 따라 재질 및 크기를 다르게 할 수 있다. 손잡이를 잡은 채 팔 운동을 실시함으로써 팔의 운동과 더불어 팔의 회전이 정확하게 이루어질 수 있도록 하며, 회선근개 근육의 종합적 단력을 통해 어깨 근육을 효과적으로 강화 시킬 수 있다.

본 발명에 따른 운동기구는 수평 지지대가 3가지 회전이 가능한 특징이 있다. 구체적으로 수평 지지대는 상기 수직 지지대를 축으로 하여 요잉(yawing)이 가능한 제1회전부(152)와, 수직 지지대의 상하 방향으로 피칭(pitching)이 가능한 제2회전부(154)와, 상기 수평 지지대를 축으로 하여 롤링(rolling)이 가능한 제3회전부(156)를 포함한다. 제1회전부를 통하여 수평 지지대는 z축에 대한 회전이 가능하고, 제2회전부를 통하여 y축에 대한 회전이 가능하며, 제3회전부를 통하여 x축에 대한 회전이 가능하다.

제1회전부와 제2회전부는 어느 하나를 고정한 채로 하나의 회전만 가능하도록 하거나 두 회전부에 의해 수직 및 수평 회전이 동시에 이루어지도록 할 수도 있다. 이러한 복합 회전을 통해 팔의 움직임이 몸통에 대해 전방이나 측방이 아닌 전면 대각선 방향 또는 후방 대각선 방향 등 다양한 각도로 들어올리거나 내리는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 상기 수평 지지대는 제1회전부의 수평 동작이나 제2회전부의 수직 동작과 더불어 수평 지지대의 길이 방향을 축으로 하는 회전이 가능하다. 이와 같은 복합 동작을 통해 회선근개를 구성하는 모든 근육에 대해 종합적인 운동 및 근력 강화가 가능하다.

수평 지지대의 길이 방향을 축으로 하는 회전은 두 개의 탄성 와이어에 의해 제1회전부 또는 제2회전부의 동작에 연계되어 이루어진다. 이를 위하여 본 발명에 있어서, 상기 두 개의 탄성 와이어는 수평 지지대와 수직 지지대에 연결되는 길이 또는 위치가 서로 다르도록 하거나 탄성 계수가 서로 다르게 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 길이와 탄성계수가 동일한 탄성 와이어를 도 1에 도시한 바와 같이 수직 지지대의 와이어 고정부(112)의 서로 다른 홀에 연결하면 두 와이어의 장력이 달라지게 되며, 수평 지지대를 위 아래, 또는 좌우로 동작시킴에 따 서로 다른 장력의 와이어로 인하여 수평 지지대가 길이 방향을 축으로 하여 회전하게 된다. 그 결과, 팔을 뻗은 상태에서 상하 또는 좌우로 움직이는 제1회전 동작 중에 주먹을 회전시켜 팔 자체를 회전시키는 제2회전이 동시에 유도되는 복합 회전 운동을 할 수 있다.

예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이 수평 지지대(120)를 좌우 방향으로 이동하게 되면(Lh) 탄성 와이어의 장력 차이에 따라 수평 지지대가 회전하게 된다(C). 또한, 도 5에 도시한 바와 같이 수평 지지대(120)를 상하 방향으로 이동하게 되면(Lv) 탄성 와이어의 장력 차이에 따라 수평 지지대가 역시 회전하게 된다(C).

이러한 수평 지지대의 복합 동작을 통해 팔의 복합 운동을 실시하는 모습을 도 6에 모식적으로 도시하였다. 사용자는 가슴과 어깨를 각각 가슴 고정부와 팔 고정부에 위치시켜 고정시킨 상태로 본인이 가능한 범위 내에서 팔(A)을 위 아래 또는 좌우로 움직일 수 있을 것이다(L1, L2). 이와 같은 팔의 움직임은 운동기구의 한 쌍의 와이어에 장력의 변화를 유도하고, 장력 차이를 극복하기 위해 수평 지지대가 회전하면서(rolling) 자연스럽게 손잡이를 잡고 있는 손(P)이 회전하게 되어(C) 팔 전체가 복합적으로 움직이게 되며, 그 결과 어깨를 구성하는 회선근개를 복합적으로 자극하게 된다.

이와 같은 팔의 동작은 과도한 하중이 동반된 외력의 작용이 아닌 본인의 힘이 가용한 범위 내에서 자연스러운 운동을 유도하기 때문에 어깨에 이상이 있거나 중등도의 장애인도 스스로 운동이 가능하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 운동기구는 어깨 환자나 중추신경계 질환 환자 등의 재활 치료에 효과적이지만, 엘라스틱 밴드 이외에 또는 이에 부가하여 에어실린더나 무게추 등을 연결하여 하중을 높이거나 운동 저항력을 발생시킴으로써 정상인의 회선근계 근력 강화에도 효과적으로 이용될 수 있다.

특히, 팔의 힘이 약하거나 어깨가 손상된 경우 또는 마비로 인하여 팔을 뻗은 상태에서 팔의 회전이 어려운 경우에도 팔을 위 아래 또는 좌우로 움직이는 동작만으로 자동적으로 주먹의 회전을 유도하여 어깨 근육의 종합적인 근력 강화가 가능하며, 다양한 재활 치료에 효과적으로 적용될 수 있다.

이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.

100:운동기구 110:고정 수직지지대
112:와이어 고정부 114:간격 조절기
116:이동 수직 지지대 118:가슴 고정부
120:이동 수평 지지대 122:고정 수평 지지대
124:팔 고정부 130:손잡이
142,144:탄성 와이어
152:제1회전부 154:제2회전부
156:제3회전부

Claims (5)

1. 높이 조절이 가능한 수직지지대와,
   상기 수직 지지대의 상단에 연결되며, 길이 조절이 가능한 수평 지지대와,
   상기 수평 지지대와 수직 지지대 사이에 연결되는 두 개의 탄성 와이어를 포함하며,
   상기 수평 지지대는 상기 수직 지지대를 축으로 하여 요잉(yawing)이 가능한 제1회전부와, 수직 지지대의 상하 방향으로 피칭(pitching)이 가능한 제2회전부와, 상기 수평 지지대를 축으로 하여 롤링(rolling)이 가능한 제3회전부를 포함하여 복합 회전이 가능한 것을 특징으로 하는
   회선근개 운동기구.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 수직 지지대 상단에는 가슴 고정부가 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회선근개 운동기구.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 수평 지지대 상단에는 팔 고정부가 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회선근개 운동기구.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 수평 지지대 끝단에는 손잡이가 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회선근개 운동기구.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 두 개의 탄성 와이어는 수평 지지대와 수직 지지대에 연결되는 길이 또는 위치가 서로 다르거나 탄성 계수가 다른 것을 특징으로 하는 회선근개 운동기구.

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